يمكن الآن "الشعور" ببعض أنواع الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، باستخدام تقنية جديدة لبناء أجهزة استشعار مباشرة في موادها.وجدت دراسة جديدة أن هذا البحث قد يؤدي إلى أجهزة تفاعلية جديدة ، مثل الأثاث الذكي.
تستخدم هذه التقنية الجديدة المواد الخارقة - المواد المكونة من شبكة من وحدات التكرار - إلى كائنات الطباعة ثلاثية الأبعاد.عندما يتم تطبيق القوة على مادة خارقة مرنة ، فقد تتمدد بعض خلاياها أو تنضغط.يمكن للأقطاب الكهربائية المدمجة في هذه الهياكل الكشف عن حجم واتجاه تغيرات الشكل هذه ، بالإضافة إلى الدوران والتسارع.
في هذه الدراسة الجديدة ، صنع الباحثون أجسامًا مصنوعة من خيوط بلاستيكية مرنة وموصلة.تحتوي هذه الخلايا على خلايا صغيرة يصل عرضها إلى 5 مم.
تحتوي كل خلية على جدارين متعارضين مصنوعين من خيوط موصلة وبلاستيك غير موصل ، وتعمل الجدران الموصلة كقطب كهربائي.تعمل القوة المطبقة على الجسم على تغيير المسافة ومنطقة التداخل بين الأقطاب الكهربائية المتعارضة ، مما ينتج عنه إشارة كهربائية تظهر تفاصيل حول القوة المطبقة.قال المؤلف المشارك للتقرير البحثي أنه بهذه الطريقة ، يمكن لهذه التكنولوجيا الجديدة "دمج تكنولوجيا الاستشعار بشكل سلس وغير مخفي في الأشياء المطبوعة."
يقول الباحثون أن هذه المواد الخارقة يمكن أن تساعد المصممين في إنشاء وتعديل أجهزة إدخال الكمبيوتر المرنة بسرعة.على سبيل المثال ، استخدموا هذه المواد الخارقة لإنشاء وحدة تحكم بالموسيقى مصممة لتناسب شكل اليد البشرية.عندما يضغط المستخدم على أحد الأزرار المرنة ، فإن الإشارة الكهربائية المتولدة تساعد في التحكم في المزج الرقمي.
قام العلماء أيضًا بصنع عصا تحكم metamaterial للعب Pac-Man.من خلال فهم كيفية استخدام الأشخاص للقوة على عصا التحكم هذه ، يمكن للمصممين تصميم أشكال وأحجام فريدة للمقبض للأشخاص ذوي الإمساك المحدود في اتجاهات معينة.
قال المؤلف المشارك لتقرير البحث: "يمكننا إدراك الحركة في أي كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد.من الموسيقى إلى واجهات الألعاب ، فإن الإمكانات مثيرة حقًا ".
أنشأ الباحثون أيضًا برنامج تحرير ثلاثي الأبعاد ، يسمى MetaSense ، لمساعدة المستخدمين على بناء أجهزة تفاعلية باستخدام هذه المواد الوصفية.إنه يحاكي كيفية تشوه كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد عند تطبيق قوى مختلفة ، ويحسب الخلايا الأكثر تغيرًا والأكثر ملاءمة للاستخدام كأقطاب كهربائية.
يمكّن MetaSense المصممين من إنشاء هياكل طباعة ثلاثية الأبعاد مع إمكانات استشعار مدمجة دفعة واحدة.هذا يجعل النماذج الأولية للأجهزة سريعة للغاية ، مثل عصا التحكم ، والتي يمكن تخصيصها للأفراد ذوي الاحتياجات المختلفة لإمكانية الوصول.
يمكن أن يساعد دمج المئات أو الآلاف من وحدات الاستشعار في كائن ما في تحقيق تحليل عالي الدقة في الوقت الفعلي لكيفية تفاعل المستخدمين معه.على سبيل المثال ، يمكن للكرسي الذكي المصنوع من هذه المادة الخارقة اكتشاف جسم المستخدم ، ثم تشغيل الضوء أو التلفزيون ، أو جمع البيانات لتحليلها لاحقًا ، مثل اكتشاف وضعية الجسم وتصحيحها.قد تستخدم هذه المواد الفوقية أيضًا في التطبيقات القابلة للارتداء.
الوقت ما بعد: 27 سبتمبر - 2021